En este tutorial aprenderás a controlar un filamento LED COB con Arduino usando una placa controladora de LED. Los filamentos LED COB son arreglos de alta densidad de LEDs que vienen en muchas formas, tamaños, colores y potencias. La imagen a continuación muestra un filamento LED flexible, que usaremos en este tutorial.
Se usan comúnmente en bombillas retro, pero son ideales para muchas otras aplicaciones de iluminación, especialmente para iluminar miniaturas. Como funcionan a 3V y consumen solo 100mA, son seguros y divertidos para experimentar.
¡Vamos a empezar!
Partes necesarias
A continuación la lista de partes necesarias. Usé un Arduino Uno para este proyecto, pero cualquier otra placa Arduino o placa ESP8266/ESP32 funcionará igual de bien.
El enlace para el filamento LED es para un filamento flexible con color cálido y amarillo, que es mi favorito. Pero puedes conseguir otros colores y diferentes temperaturas de color (por ejemplo, blanco cálido vs blanco frío).
También seleccioné el controlador LED LD24AJTA_MINI, ya que lo tenía a mano. Pero cualquier otro controlador LED que pueda entregar hasta 100mA servirá.
Arduino Uno
Cable USB para Arduino UNO
Juego de cables Dupont
Protoboard
Controlador LED LD24AJTA_MINI
Filamento LED COB flexible
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¿Qué son los filamentos LED COB?
Los filamentos LED COB, o Chip-on-Board, son una tecnología LED donde múltiples chips LED se montan directamente sobre un sustrato para formar un solo módulo.
Este diseño permite una mayor densidad de LEDs en un espacio compacto, resultando en una luz más brillante y uniforme. La tecnología COB también ofrece mejor gestión térmica, asegurando que los LEDs funcionen eficientemente y tengan una vida útil más larga.
Filamentos flexibles y rígidos
Además de los arreglos planos y rectangulares comunes, los LEDs COB también se producen en forma de filamentos rígidos o flexibles. La imagen a continuación muestra algunas tiras de filamento LED COB rígido en diferentes colores.
Ten en cuenta que aunque son rígidos, también son frágiles y se rompen fácilmente. Debes manejarlos con cuidado y no aplicarles carga mecánica.
Cuando se montan sobre un sustrato flexible, los filamentos LED se vuelven elementos de iluminación flexibles, similares a cables. La siguiente imagen muestra una tira de filamento LED COB flexible.
Si miras de cerca, puedes ver los LEDs individuales dentro de un filamento LED COB. Mira la imagen a continuación.
Los filamentos LED COB se usan ahora a menudo en bombillas retro, ya que se parecen al filamento de tungsteno de las bombillas tradicionales. El ejemplo a continuación muestra dos bombillas usando filamentos LED COB flexibles y rígidos.
En el casquillo de la bombilla hay un pequeño circuito que transforma los 110V/220V de la red eléctrica al voltaje mucho más bajo que consume el filamento LED COB. El circuito también controla el flujo de corriente. Más sobre esto más adelante.
Especificaciones
El filamento LED COB que uso en este proyecto mide 130mm de largo, funciona con 2.7-3.3V DC y la corriente máxima es 100mA. Para corrientes y voltajes más altos, los LEDs se quemarán rápidamente.
Ten en cuenta que los filamentos LED tienen polaridad. Para identificar el polo positivo, observa bien ambos pines. El pin con un pequeño agujero es el polo positivo. Mira la imagen a continuación.
Puedes probar fácilmente el filamento LED conectándolo a una fuente de alimentación DC con la resistencia limitadora de corriente adecuada. Por ejemplo, puedes usar la salida de 5V de tu Arduino y una resistencia de 100Ω. Mira el diagrama de conexión a continuación.
El filamento LED COB tiene una caída de voltaje de aproximadamente 3V y con una fuente de 5V y una resistencia de 100Ω obtenemos una corriente de (5V-3V)/100Ω = 20mA. El filamento LED COB se encenderá pero no será muy brillante, ya que no estamos suministrando los 100mA completos.
Controlar filamento LED con Arduino
Como puedes imaginar, también podrías conectar y controlar un filamento LED como cualquier otro LED desde un pin GPIO de Arduino. Un pin GPIO proporciona 5V y puede entregar de forma segura hasta 20mA (40mA máximo).
Por lo tanto, podemos usar el mismo circuito mostrado arriba pero conectar el polo positivo del filamento LED a un pin GPIO (~11), en lugar de 5V. El polo negativo del filamento LED permanece conectado a tierra (GND). Mira el diagrama de conexión a continuación.
Ahora puedes controlar el filamento LED como cualquier otro LED, por ejemplo con el sencillo ejemplo Blink:
const byte ledDriverPin = 11;
void setup() {
pinMode(ledDriverPin, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(ledDriverPin, LOW);
delay(1000);
digitalWrite(ledDriverPin, HIGH);
delay(1000);
}
Ten en cuenta que la resistencia limitadora de corriente es solo de 100Ω, comparada con los 220Ω que normalmente usarías para un LED estándar. Esto se debe a que la caída de voltaje del filamento LED es aproximadamente el doble (≈2.6V) que la de un LED estándar (≈1.3V).
Aunque el circuito anterior funciona bien, el filamento LED no es muy brillante debido a la baja corriente. Sin embargo, no podemos entregar de forma segura más de 20mA directamente desde un pin GPIO. En la siguiente sección usaremos un controlador LED para suministrar más corriente al filamento LED.
Conexión del filamento LED con Arduino y controlador LED
Los controladores LED suministran energía y regulan la corriente que fluye hacia un LED. Aseguran que los LEDs reciban la cantidad correcta de energía para funcionar eficientemente y evitan daños por fluctuaciones de voltaje. Con un controlador LED podemos proporcionar suficiente corriente para que nuestro filamento LED funcione a máxima luminosidad.
Controlador LED LD24AJTA_MINI
Voy a usar la LD24AJTA_MINI placa controladora LED aquí. Funciona con 6-25V y puede entregar hasta 910mA de corriente de salida. Para más información, consulta nuestro tutorial sobre cómo Dim High-Power LED with Arduino and LD24AJTA_MINI .
La siguiente imagen muestra la conexión básica del LD24AJTA_MINI. Como puedes ver, es muy simple. La alimentación de entrada va a los pines V y G , los LEDs se conectan a L+ y L- y la corriente de salida se puede controlar mediante una señal PWM en el pin D .
Como el LD24AJTA_MINI necesita al menos 6V de entrada, no podemos alimentarlo desde el pin de 5V del Arduino. Por eso, en lo siguiente uso una batería de 9V, pero cualquier otra fuente de alimentación de 6-25V que pueda entregar 100mA funcionaría también.
Conectando el controlador LED al Arduino
La siguiente imagen muestra cómo conectar el controlador LED al Arduino y el filamento LED al controlador.
Primero, conectamos la batería al controlador LED. El polo positivo (+) debe conectarse al pin V (cable rojo) y el polo negativo (-) de la batería de 9V debe conectarse al pin G (cable azul) del controlador LED.
Ahora, conectamos también el polo negativo de la batería de 9V al pin GND del Arduino. ¡Esto es importante! Arduino y controlador LED deben compartir la misma tierra.
Como queremos controlar el brillo del filamento LED, necesitamos usar el pin PWM (D) del controlador LED. Conéctalo al pin ~11 del Arduino (cable verde). Cualquier otro pin de salida PWM también funcionaría.
Luego, conectamos el filamento LED COB a los pines L+ y L- del controlador LED (cables rojo y negro). ¡Cuidado con respetar la polaridad! La imagen a continuación muestra cómo queda ese circuito en una protoboard.
Y eso es todo. Con este circuito podemos alimentar el filamento LED a su corriente máxima. Mejor aún, puedes conectar varios filamentos LED en serie y el controlador LED se encargará del voltaje de suministro correcto.
En la siguiente sección veremos el código necesario para controlar el filamento LED.
Código para controlar el filamento LED
Vamos a usar una señal PWM en el pin GPIO ~11 para controlar el brillo del filamento LED. Sin embargo, hay que tener cuidado. El LD24AJTA_MINI puede entregar hasta 910mA de corriente de salida, mucho más que los 100mA máximos del filamento LED.
Esto significa que no podemos activar completamente el pin GPIO. Aumenté lentamente el valor PWM y para un valor de 60 ( analogWrite(pin, 60) ), medí una corriente de salida de 86mA y un voltaje de 2.4V en la salida del controlador LED. Esta corriente está por debajo de los 100mA máximos del filamento LED, por lo que podemos usar un valor PWM hasta 60, pero no más.
El siguiente ejemplo de código muestra el programa típico Blink. En lugar de digitalWrite , uso analogWrite y limito el valor máximo a 60, pero todo lo demás permanece igual.
// Blink for LED filament and
// D24AJTA_MINI LED Driver
const byte ledDriverPin = 11;
void setup() {
pinMode(ledDriverPin, OUTPUT);
}
void loop() {
analogWrite(ledDriverPin, 60); # 60 max!
delay(1000);
analogWrite(ledDriverPin, 0);
delay(1000);
}
Este código encenderá el filamento LED durante un segundo (1000 ms), luego lo apagará por otro segundo, y luego el ciclo se repite. Como se mencionó antes, asegúrate de no superar un valor de 60 para analogWrite , de lo contrario la corriente de salida será demasiado alta y dañarás o quemarás el filamento LED.
Atenuar el filamento LED también es fácil. El siguiente ejemplo de código aumenta lentamente el brillo de cero a máximo (60), con un retardo de 100 ms entre cada incremento. Cuando se alcanza el máximo, el filamento LED se apaga durante un segundo (1000 ms).
// Dimming for LED filament and
// D24AJTA_MINI LED Driver
const byte ledDriverPin = 11;
void setup() {
pinMode(ledDriverPin, OUTPUT);
}
void loop() {
for(int b=0; b<60; b++) {
analogWrite(ledDriverPin, b); # 60 max!
delay(100);
}
analogWrite(ledDriverPin, 0);
delay(1000);
}
¡Y listo! Ahora sabes cómo controlar filamentos LED COB flexibles con Arduino usando un controlador LED LD24AJTA_MINI.
¡Disfruta ; )
Conclusiones
En este post aprendimos a controlar un filamento LED COB flexible usando un Arduino y un controlador LED (LD24AJTA). Entendiendo las conexiones y usando los ejemplos de código, puedes integrar fácilmente este filamento LED en tus proyectos.
Siguiendo los pasos de esta guía, puedes crear efectos de iluminación dinámicos y mejorar el atractivo visual de tus proyectos. Experimenta con diferentes niveles de brillo y patrones para personalizar el filamento LED según tus necesidades.
Preguntas frecuentes
P: ¿Puedo usar un controlador LED diferente con el filamento LED COB y Arduino?
R: Sí, puedes usar otro controlador LED siempre que sea compatible con las especificaciones del filamento LED COB y pueda ser controlado por Arduino.
P: ¿Cómo sé si el cableado es correcto?
Para asegurarte de que el cableado es correcto, revisa dos veces las conexiones entre el filamento LED COB, el controlador LED y el Arduino según el diagrama de circuito proporcionado. Prueba el montaje con un código simple para verificar que el LED responde como se espera.
P: ¿Puedo ajustar el brillo del filamento LED COB usando Arduino?
Sí, puedes ajustar el brillo del filamento LED COB modificando la señal PWM en el código Arduino. Cambiando el ciclo de trabajo de la señal PWM, controlas el brillo del LED.
P: ¿Puedo alimentar el filamento LED COB directamente desde un pin GPIO?
R: El filamento LED usado aquí consume 100mA a brillo máximo. Eso es demasiado para un pin GPIO, que recomienda un máximo de 20mA. Puedes usar una resistencia limitadora de corriente de 100Ω, pero el filamento LED no alcanzará su brillo máximo.
P: ¿Puedo alimentar varios filamentos LED COB?
R: Sí, puedes alimentar varios filamentos LED si usas el controlador LED. Solo conéctalos en serie y el controlador LED se encargará de la corriente y voltaje correctos. Si quieres controlar varios filamentos individualmente, necesitarás varios controladores LED conectados a diferentes pines GPIO.
P: ¿Puedo alimentar filamentos LED COB más largos?
R: Cuanto más largo sea el filamento LED, mayor corriente necesitará para brillo máximo. El controlador LED se encargará de eso, pero debes ajustar el valor PWM adecuadamente y verificar que el controlador pueda entregar la corriente suficiente.
